Question

（1）已知將鹽酸滴入高錳酸鉀溶液中，產生黃綠色氣體，而溶液的紫紅色褪去。 現有一個氧化還原反應的體系中共有KCl、Cl₂、H₂SO₄、H₂O、KMnO₄、MnSO₄、K₂SO₄七種物質：
①該反應中，化合價升高的反應物是________，化合價沒有發生變化的反應物是_______。
②寫出一個包含上述七種物質的氧化還原反應方程式(不需配平)                        ___________。
③上述反應中，氧化劑是________，1 mol氧化劑在反應中________(填“得到”或“失去”)________mol電子。
④如果在反應后的溶液中加入NaBiO₃，溶液又變紫紅色。說出NaBiO₃的一個性質：___________________________________________________________________。
（2）某反應體系中的物質有：NaOH、Au₂O₃、Na₂S₄O₆、Na₂S₂O₃、Au₂O、H₂O。
①將氧化劑與還原劑填入下列空格中，并標出電子轉移的方向和數目。

反應中，被還原的元素是________，氧化產物是______________。
②紡織工業中常用氯氣作漂白劑，Na₂S₂O₃可作為漂白布匹的“脫氯劑”，Na₂S₂O₃和Cl₂反應的產物是H₂SO₄、NaCl和HCl，則還原劑與氧化劑的物質的量之比為________。
（3）一定條件下，向廢水中加入CH₃OH，將HNO₃還原成N₂。若該反應消耗3.2 g CH₃OH轉移0.6 mol電子，則氧化產物為（填化學式），氧化產物與還原產物的物質的量之比是________。

Answer 1

（1）①KClH₂SO₄
②KMnO₄＋KCl＋H₂SO₄―→K₂SO₄＋MnSO₄＋Cl₂↑＋H₂O
③KMnO₄得到5
④NaBiO₃具有強氧化性(比KMnO₄氧化性強)
（2）①Au  Na₂S₄O₆  ②1∶4
（3）CO_2.  5：3

解析試題分析：（1）將鹽酸滴入高錳酸鉀溶液中，產生黃綠色氣體，而溶液的紫紅色褪去，則反應物為HCl、KMnO₄，且還原劑為HCl，氧化劑為KMnO₄；則氧化還原反應的體系中，反應物和生成物共有KCl、Cl₂、H₂SO₄、H₂O、KMnO₄、MnSO₄、K₂SO₄，反應物為KCl、H₂SO₄、KMnO₄，且還原劑為HCl，氧化劑為KMnO₄。
①該反應中Cl元素的化合價升高，H、S、O元素的化合價沒有變化，則化合價升高的反應物為KCl，化合價沒有發生變化的反應物為H₂SO₄。
②KCl、Cl₂、H₂SO₄、H₂O、KMnO₄、MnSO₄、K₂SO₄中反應物為KCl、H₂SO₄、KMnO₄，由電子守恒及質量守恒定律可知反應為2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄═6K₂SO₄+2MnSO₄+5Cl₂↑+8H₂O。
③該反應中的氧化劑為KMnO₄，Mn元素的化合價由+7價降低為+2價，則1mol氧化劑在反應中得到1mol×（7-2）=5mol電子。
④如果在反應后的溶液中加入NaBiO₃，溶液又變紫紅色，是因NaBiO₃具有強氧化性（比KMnO₄氧化性強），將Mn²⁺氧化為高錳酸根離子。
（2）①Au₂O₃為反應物，則反應中Au₂O₃→Au₂O，Au的化合價由+3價變為+1價，化合價總共降低2×2=4價，Na₂S₄O₆中硫元素平均化合價為+2.5，Na₂S₂O₃中硫元素平均化合價為+2，所以Na₂S₂O₃為反應物，Na₂S₄O₆為生成物，故Na₂S₂O₃轉移4e^-給Au₂O₃。被還原的元素是Au，氧化產物是Na₂S₄O₆。
②反應中Na₂S₂O₃→H₂SO₄，S硫元素平均化合價由+2價升高為+6價，Na₂S₂O₃是還原劑，Cl₂→NaCl、HCl，Cl元素化合價由0價降低為-1價，Cl₂是氧化劑，根據電子轉移相等，所以n（Na₂S₂O₃）×2×（6-2）=n（Cl₂）×2，故n（Na₂S₂O₃）：n（Cl₂）=1：4
（3）3.2gCH₃OH的物質的量為0.1mol，轉移0.6mol電子時，化合價變化為6。所以氧化產物為CO_2.根據HNO₃→N₂，由得失電子守恒，則參加反應的HNO₃的物質的量為0.12mol，故氧化劑與還原劑的物質的量之比為：0.12：0.1＝6：5。氧化產物與還原產物的物質的量之比是0.1：0.06=5：3。
考點：氧化還原反應的計算